Иммуноглобулины доменная структура

Рис. 10-67. Структура молекулы антитела (иммуноглобулинов). Эта молекула состоит из двух идентичных тяжелых цепей и двух идентичных легких пеней (выделены цветом). Каждая тяжелая пень содержит четыре сходных ковалентно связанных домена Каждая легкая пень имеет в своем составе два таких домена Каждый домен кодируется отдельным экзоном вероятно, все экзоны возникли в результате дупликации

Рис. Иб. Доменная структура молекулы иммуноглобулинов.

Рис. 3-25. Р -Слой - это обычная структура участков глобулярных белков. Сверху показан включающий 115 аминокислот домен молекулы иммуноглобулина. Он состоит из двух 3 - слоев, уложенных наподобие сандвича, один из которых выделен цветом. Внизу более детально изображен соверщенный антипараллельный 3 -слой. Обратите внимание на то, что каждая пептидная группа образует водородные связи с соседними пептидными группами. 3 -Слои, встречающиеся в глобулярных белках, обычно несколько менее регулярны, чем показанная здесь

Домен—это компактная глобулярная структурная единица внутри полипептидной цепи. Домены могут выполнять разные функции и подвергаться складыванию (свертыванию) в независимые компактные глобулярные структурные единицы, соединенные между собой гибкими участками внутри белковой молекулы. Открыто много белков (например, иммуноглобулины), состоящих из разных по структуре и функциям доменов, кодируемых разными генами. [c.63]

Тяжелые цепи имеют большее число константных областей. Различные классы антител различаются константными районами тяжелых цепей, которых существует около восьми. Константные области тяжелых цепей образуют несколько индивидуальных доменов в молекуле иммуноглобулина. Первый домен формируется из константной области легкой цепи и СН1-участка тяжелой цепи. Структура остальной части тяжелой цепи у разных классов несколько различна. На рис. 39.1 изображен короткий шарнирный пептид, связывающий первую половину молекулы с двумя константными доменами, каждый из которых образован соответствующими областями (СН2 и СНЗ) тяжелой цепи. Константные домены выполняют эффекторные функции, необходимые для осуществления иммунного ответа. Эти области молекулы консервативны. Фактически разные классы иммуноглобулинов имеют родственные, но не обязательно идентичные эффекторные функции. В конечном счете характер эффек-торной функции определяется типом константной области тяжелой цепи. [c.503]

Все молекулы иммуноглобулинов состоят из двух идентичных легких (L) цепей (мол. масса 23 ООО) и двух идентичных тяжелых (Н) цепей (мол. масса 53000—75000), образующих тетрамер (LjHj) при помощи дисульфидных связей (рис. 55.3). Каждая цепь может быть условно разделена на специфические домены или области, имеющие определенное структурное и функциональное значение. Половиргу легкой цепи, включающую карбоксильный конец, называют константной областью ( J, а N-концевую половину легкой цепи —вариабельной областью (V,). Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую N-конец, относят к вариабельной области Н-цепи (V ), остальные 3/4 ее длины—это константные области (Сц1, С 2, 3). Участок иммуноглобулина, связывающийся со специфическим антигеном, формируется N-концевыми вариабельными областями легких и тяжелых цепей, т.е. V,, и V -доменами. Эти домены не являются просто линейными последовательностями аминокислот, они формируют глобулярные образования с вторичной и третичной структурой, обеспечивающие эффективное связывание со специфическими антигенами. Как показано на рис. 55.3, при ферментативном расщеплении молекулы иммуноглобулина папаином обра- [c.321]

В некоторых случаях действительно имеется четкая связь между структурой гена и белка. Убедительный пример такого рода-иммуноглобулины, кодируемые генами, каждый экзон которых точно соответствует определенному функциональному домену белка (гл. 39). [c.264]

В клетке, синтезирующей антитело, каждая цепь иммуноглобулина кодируется одним геном, имеющим прерывистое строение. Экзоны этого гена в точности соответствуют функциональным доменам белка. Первый экзон вариабельной области кодирует сигнальную последовательность (необходимую для прикрепления к мембране), второй-основную часть У-области (размером менее 100 кодонов). Структура константной области зависит [c.504]

Вариабельные области иммуноглобулинов, состоящие из V - и Уц-доменов, весьма гетерогенны. Действительно, нет двух вариабельных областей (у разных индивидов), которые были бы идентичны по аминокислотной последовательности. Имеются, однако, сходные по структуре участки. Их можно разделить на три группы в зависимости от степени го- [c.321]

Исследование первичной структуры мнеломных белков было проведено в конце 60-х годов в лабораториях Р. Портера в Оксфорде и Дж. Эдельмана в Нью-Йорке. Характерной чертой строения молекул иммуноглобулинов является так называемая доменная структура. И легкие и тяжелые цепи упакованы в компактные домены, состоящие примерно из НО аминокислотных остатков и содержащие внутримолекулярные дисульфидные связи (рис. 116). Легкие (каждая содержит около 220 аминокислот) и тяжелые (каж- [c.212]

Вторым критерием для включения анализируемого белка в состав суперсемейства служит гомологичность его аминокислотной последовательности иммуноглобулинам. Все изученные к настоящему времени домены по степени гомологии различным доменам иммуноглобулинов делятся на три группы V, С1 и С2. Группа V включает вариабельные домены изотипов иммуноглобулинов и антигенраспознающих Т-клеточных рецепторов. Кроме того, такие белки суперсемейства, как корецепторы Т-клеток — D4 и D8, Poly-IgR, EA, MR OX-2, LINK имеют в своей структуре домены V-группы. Для понимания эволюции суперсемейства иммуноглобулинов следует особо подчеркнуть, что однодоменные белки Thy-1 и Ро также входят в V-rpynny. [c.129]

Представление о пространственной огранизации белковой цепи не только в виде цельной компактной глобулы, но и в форме нескольких слабо связанных между собой глобулярных областей неоднократно высказывалось рядом авторов при анализе кристаллографических структур отдельных белков. Впервые это было сделано Д. Филлипсом в 1966 г. при описании структуры лизоцима в виде нескольких компактных глобулярных блоков [219]. Подобные, но более обособленные друг от друга структурные образования были отмечены у иммуноглобулинов Б. Каннингхэмом и сотр. в 1971 г. [220]. Для характеристики трехмерных структур белков этой группы ими была сформулирована гипотеза доменов в предположении о независимости генетического контроля каждой структурно автономной области. Вне связи с иммуноглобулинами доменная организация трехмерной структуры была отмечена в 1972 г. Дж. Бирктофтом и Д. Блоу у а-химотрипсина [221]. Нативная конформация этого белка включает два домена, каждый из которых, по мнению некоторых авторов, имеет цилиндрическую [c.307]

К. Анфинсен обнаружил существование двух доменов у стафилококковой нуклеазы [225]. Они обладают повышенной стабильностью, проявляющейся в большей денатурационной устойчивости. Доменная структура КАО(никотинамидадениндинуклеотид)-зависимых дегидрогеназ, как и у иммуноглобулинов, связывается со слиянием генов. У лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, алкогольдегидрогеназы и глицеральдегид-З-фосфатдегндрогеназы один из структурных доменов везде выполняет одну функцию, являясь NAD-связьгеающим центром. В связи с этим он отличается в ряду перечисленных ферментов большим постоянством в своем химическом и пространственном строении [226]. В два домена складываются также полипептидные цепи фосфоглицераткиназы и гексакиназы [227—229]. [c.308]

Если белок содержит ряд структурно сходных повторяющихся доменов, то наблюдается строгое соответствие отдельных экзонов доменам или субдоменам белковой молекулы. Гены, относящиеся к так называемому сверхсемейству генов иммуноглобулинов , содержат разное число экзонов, кодирующих домены полипептидной цепи, каждый из которых включает около ПО а. о. Гомология между отдельными доменами этих белков, выполняющих разные функции в организме, наблюдается на уровне первичной, вторичной и третичной структуры. Гены этого семейства могут содержать один экзон (ген р2-микроглобулина), два или четыре (гены секретируемых антител В-клеток) и, наконец, пять экзонов (ген гликопротеина плазмы человека). р-Кристаллины мыши содержат четыре белковых домена, каждый из которых включает определенный структурный мотив полипептидной цепв , "щ х [c.192]

Правила структурной организации глобулярных белков рассмотрены Шульцем [81]. Согласно им, в структ фе таких белков следует выделять большее число уровней организации. Иерархия берет свое начало от аминокислотной последовательности. Затем следует вторичная структура с регулярной укладкой полипептидной цепи, характеризующейся максимальным образованием водородных связей. Вторичная структура может образовывать до 75% всей полипептидной цепи. Иногда в молекуле белка можно выделить агрегаты вторичной структуры (сверхвторичная структура), являющиеся регулярными образованиями из нескольких участков полипеп-тидных цепей, например двойная а-спираль или складчатый лист-спираль. Пример более высокой ступени организации глобулярных белков — образование доменов. Они возникают у крупных белков и характеризуются как независимые пространственные структуры. Иммуноглобулины, например, образуют при соответствующем сворачивании полнпептидных цепей от 2 до 4 доменов. В химотрипсине активный центр находится внутри, между двумя доменами. В данном случае домены имеют структуру складчатого листа-цилиндра и связаны один с другим лишь одной полипептидной цепью. И наконец, глобулярные белки, построенные из нескольких доменов, могут упаковываться в еще более крупные структурные образования. Возникающие при этом агрегаты обычно построены симметрично, причем структура входящих в их состав мономеров, вероятно, не меняется. [c.364]

Белки могут конструироваться с использованием модульных систем. Важная роль структурных доменов как основных единиц следует из сравнения трехмерных белковых структур. В разных белках встречаются одни и те же структурные домены, обнаруживаемые по характеристическому свертыванию цепи. Типичными примерами повторения структурных доменов являются домены иммуноглобулина (рис. 4.2), 1 лЬ-связывающий домен (рис. 5.17, б) или ТШ-полость (рпс. 5.17, д), имеющаяся в триозофосфатизомера-зе и пируваткиназе [80]. [c.61]

Поскольку структурные домены, по-видимому, являются единицами свертывания, то симметричное расположение доменов, наблюдаемое в роданезе (рис. 5.17, а) и иммуноглобулинах (табл. 5.3), объяснимо. Можно предположить, что в симметрически связанных сверхвторичных структурах домены образуются преимущественно на начальной стадии процесса свертывания, так как они сами по себе достаточно стабильны. Последующая агрегация создает симметрию. Симметричные сверхвторичные структуры обнаружены в виде (3а(3а(3-звена дегидрогеназы (рис. 5.12, б и 5.17, б), в виде (3а(3-звеньев триозофосфатизомеразы и пируват-киназы (рис. 5.17, д), а также в виде (3-зигзагов в полости (3-структуры 8ег-протеаз (рис. 5.17, г) и в виде антипараллельных пар а-спиралей в гемеритрине. [c.116]

На основании рентгеноструктурного анализа выяснено пространственное строение как целой молекулы IgG, так и ее фрагментов (А. Эдмонсон, 1973). Установлено, что все домены иммуноглобулинов имеют очень похожую трехмерную структуру, получившую название иммуноглобулиновой упаковки (рис. 121). Каждый домен похож на сэндвич , образованный двумя слоями белка один слой содержит три витка полипептидной цепи, а другой — четыре. В каждом слое соседние витки являются антипараллельными и образуют ( -структур) (рис. 118). Два слоя располагаются примерно параллельно друг другу и соединяются одной внутрицепочечной S—S-связью. [c.218]

Когда к концу 60-х годов была впервые определена полная последовательность аминокислот в одной из Н-цепей, стала очевидной другая важная особенность структуры иммуноглобулинов. Оказалось, что константная область, которая в больпшнстве Н-цепей примерно в три раза длиннее, чем в L-цепях, состоит из трех гомологичных сегментов, причем кавдый из них, длиной около 110 аминокислот, содержит по одной внутрицепочечной дисульфидной связи. По последовательности аминокислот эти три сегмента в некоторой степени гомологичны также и константной области Ь-цепей. Единственные вариабельные домены в L- и Н-цепях тоже гомологичны друг другу и-в меньшей степени-константным доменам. [c.33]

У генов класса I экзон, кодирующий третий наружный домен, значительно более консервативен по сравнению с другими экзонами. Возможно, что консервативный домен представляет собой участок, взаимодействующий с р2-микроглобулином и именно этим объясняется постоянство его структуры. Он также гомологичен доменам константной области иммуноглобулинов. [c.517]

Структура внеклеточного фрагмента корецептора D8 Т-лимфо-цитов. Белок D8 обнаружен на поверхности Т-клеток в виде двух форм дисульфидсвязанных гомодимера аг и гетеродимера ар [266]. Обе формы имеют N-концевые внеклеточные домены, которые по аминокислотным последовательностям и структурным особенностям подобны вариабельным доменам иммуноглобулина Ig-V [291, 292]. Схематически гомодимер аг DS представлен на рис. 1.10 [293]. Внеклеточная область DS включает 162 остатка, из которых 114 образуют N-концевой иммуноглобулиновый домен, соединенный с трансмемб- [c.70]

В постсинаптических уплотнениях и в участках синаптических соединений обнаружен целый ряд других гликопротеинов ((NSA-3, МВА-2, Thy-1), которые могут служить субстратами для протеиназ и сиалидаз, под действием которых происходят локальные модификации структуры гликопротеинов в ответ на изменение функционального состояния синапса. Интересно, что аминокислотная последовательность гликопротеина Thy-1 обнаруживает гомологию с вариабельными доменами иммуноглобулина. Роль этого гликопротеина на поверхности нейронов остается невыясненной, хотя весьма важно учитывать эти данные в связи с гипотезой об иммунохимических основах нейро-логической памяти. [c.80]

Известные пять классов иммуноглобулинов — IgM, IgG, IgA, IgE и IgD — построены по общему плану и включают две легкие и две тяжелые полипептидные цепи. Каждая цепь состоит из одного вариабельного и трех или четырех (в зависимости от принадлежности к классу) константных доменов. Специфичность антител зависит от взаимодействия вариабельных доменов легких и тяжелых цепей. Генетический контроль структуры иммуноглобулинов осуществляется большим набором V-генов и незначительным числом дополнительных D- и J-мини-генов. Случайная комбинащ1я одного из У-генов с одним из D- и J-мини-генов при формировании единого информационного участка в процессе реорганизации генома В-клеток лежит в основе вариабельности антител, меняю- [c.78]

Каждая функционально зрелая Т-клетка имеет около 3-10 ТКР. Они представляют собой гетеродимер, построенный из а- и, Р-цепей, ковалентно связанных между собой цистеиновым мостиком. Каждая цепь состоит из вариабельного V- домена и константного С-домена, гомологичных соответствующим доменам иммуноглобулинов (рис. 3.13).В структуре ТКР представлен также шарнирный домен с цистеиновым остатком, который образует дисульфцдный мостик, объединяющий а- и р-цепи в единую молекулу. На клеточной мембране ТКР удерживается гидрофобной трансмембранной последовательностью аминокислотных остатков. ракгерной чертой трансмембранного домена является присутствие в нем положительно заряженных аминокислотных остатков. Заканчивается каждая цепь коротким цитоплазматическим хвостом, погруженным в цитоплазму. [c.99]

Знание системы дисульфидных связей в белке иногда бывает полезным при определении его трехмерной структуры. Если белок состоит из нескольких цепей, то могут существовать как внутри-, так и межцепочечные дисульфидные связи и ковалентная структура обычно имеет довольно сложную топологию. В качестве примера на рис. 2.10 приведено схематическое изображение структуры иммуноглобулина С(1 С). Можно видеть 4 пептидные цепи и в общей сложности 15 дисульфидных связей — 4 межцепочечные, а остальные внутрицепочечные. Топологическая модель, показанная на этом рисунке, позволяет прийти к интересному предположению, что данный белок состоит из областей, каждая из которых независимо скрепляется своими дисульфидами. Чем больше появляется точных структурных данных об иммуноглобине С, тем яснее становится, что белок представляет собой совокупность отдельных доменов. [c.66]

РИС. 2.10. Модель дисульфидных связей в иммуноглобулине С. Индексы L и Я относятся к легким и тяжелым цепям соответственно, буквы С и У обозначают области, аминокислотная последовательность которых сохраняется или, наоборот, значительно меняется у различных видов IgG. Каждая выделенная область последовательностн сворачивается в домен с независимой третичной структурой, и, таким образом, результирующая структура напоминает белок, состоящий из 12 субъединиц, хотя он представляет собой одну ковалентную единицу (рис. Ирвинга Гейса). [c.67]

Наличие доменов может отражать ход образования третичной структуры из развернутой пептидной цепи. Быстрее всего собираются в свернутую или упорядоченную структуру участки протяженной полипептидной цепн, расположенные по соседству в ее первичной структуре, так как они с большей вероятностью могут оказаться сближенными в пространстве при произвольной конформации белка. В гл. 21 мы обсудим количественные данные о динамике процесса свертывания белков. Здесь мы хотим только отметить, что если структура белка делится на домены, то последние представляют собой важные промежуточные состояния в процессе снертывания. Возможно также, что белок претерпевает конформационные изменения, прн которых внутренняя структура доменов остается неизменной, а нх относительное расположение заметно изменяется. Таким образом.бе-лок, состоящий из доменов, будет скорее иметь гибкую структуру, чем белок, в котором различные участки скрепляются между собой перекрещивающимися полипептидными цепями. (В качестве примера можно привести структуру иммуноглобулина С, изображенную на рис. 1.9 и 2.10). [c.106]

Ниже будут приведены данные сравнительного анализа первичных структур полипептидных цепей иммуноглобулинов и внеклеточных доменов некоторых рецепторных белков, подтверждающие существование в рецепторах нелимфоидных клеток участков аминокислотной последовательности, гомологичных FR-уча-сткам полипептидных цепей иммуноглобулинов. В настоящем разделе рассмотрены данные иммунологического анализа, свидетельствующие в пользу сходства строения активных центров антител и клеточных рецепторов. [c.49]

Таким образом, два вида антител — антивариотипические и антиидиотипические — можно использовать для того, чтобы установить, существуют ли в активных центрах клеточных рецепторов структуры, подобные таковым в активных центрах антител. При этом антиидиотипические антитела служат для сравнения акт1шных центров антител и рецепторов, распознающих одни и те же лиганды. Антивариотипические антитела применяют для обнаружения сходных с консервативными участками К-районов иммуноглобулинов отрезков цепей во внеклеточных доменах любого по специфичности рецептора. [c.50]

Рецепторы Т-лимфоцитов состоят из двух полипептидных цепей, формирующих, судя по регулярному расположению в их цепях остатков цистеина, несколько идентичных по размеру доменов, стабилизированных дисульфидными связями (рис. 14). Сопоставление аминокислотных последовательностей рецепторов ряда клонов Т-хелперов и цитотоксических Т-лимфоцитов показало, что аминоконгевые домены их полипептидных цепей принадлежат к числу варигбетьных, так как имеют характерные для каждого клона клеток особенности первичной структуры. Остальные домены по тому же признаку могут быть отнесены к числу константных. Таким образом, по этим характеристикам полипептидные цепи, образующие антигенсвязывающие рецепторы Т-клеток, с одной стороны, и полипептидные цепи иммуноглобулинов— с другой, имеют принципиальное сходство. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология